Thiết Kế Công Trình Tòa Nhà Ubnd Phường Bãi Cháy Thành Phố Hạ Long Tỉnh Quảng Ninh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

KHOA: CƠ ĐIỆN & CÔNG TRÌNH

----------

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

Tên khóa luận: “ Thiết kế công trình tòa nhà UBND Phường Bãi Cháy

Thành Phố Hạ Long tỉnh Quảng Ninh ”

Ngành: Kỹ thuật xây dựng

Mã ngành: 7580201

Giáo viên hướng dẫn: Ths. Dương Mạnh Hùng

Sinh viên thực hiện : Đặng Văn Đức

Mã sinh viên : 1751050131

Lớp : K62 - KTCTXD

Hệ đào tạo : Chính quy

Khóa học : 2017 – 2021

Lời nói đầu

Trong sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá của đất nước, ngành xây dựng

cơ bản đóng một vai trò hết sức quan trọng. Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của mọi

lĩnh vực khoa học và công nghệ, ngành xây dựng cơ bản đã và đang có những bước

tiến đáng kể. Để đáp ứng được các yêu cầu ngày càng cao của xã hội, chúng ta cần

một nguồn nhân lực trẻ là các kỹ sư xây dựng có đủ phẩm chất và năng lực, tinh thần

cống hiến để tiếp bước các thế hệ đi trước, xây dựng đất nước ngày càng văn minh

và hiện đại hơn.

Đối với sự nghiệp phát triển đất nước nhu cầu tạo ra một bộ máy hành chính với

các thủ tục đơn giản, nhanh chóng, thuận tiện cho người dân là việc làm hết sức cần

thiết và cần được đầu tư phát triển. Công trình dạng tổ hợp khu hành chính tập trung

là một hướng phát triển phù hợp và có nhiều tiềm năng. Việc thiết kế kết cấu và tổ

chức thi công một ngôi nhà cao tầng tập trung nhiều kiến thức cơ bản, thiết thực với

một kĩ sư xây dựng. Chính vì vậy đề tài tốt nghiệp của em là công trình “Thiết kế

tòa nhà Ủy Ban Nhân Dân Phường Bãi Cháy”.

Nội dung của khóa luận gồm 3 phần:

- Phần 1: Kiến trúc công trình.

- Phần 2: Kết cấu công trình.

- Phần 3: Thi công phần thân công trình

Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô trường Đại học Lâm Nghiệp đã tận tình

giảng dạy, truyền đạt những kiến thức quý giá của mình cho em cũng như các bạn

sinh viên khác trong suốt những năm học qua. Đặc biệt, khóa luận tốt nghiệp này

cũng không thể hoàn thành nếu không có sự tận tình hướng dẫn của thầy Dương Mạnh

Hùng - Bộ môn Kỹ Thuật Công Trình - Khoa Cơ điện & Công trình. Xin cảm ơn gia

đình, bạn bè đã hỗ trợ và động viên trong suốt thời gian qua để em có thể hoàn thành

đồ án ngày hôm nay.

Thông qua khóa luận tốt nghiệp, em mong muốn có thể hệ thống hoá lại toàn

bộ kiến thức đã học cũng như học hỏi thêm các lý thuyết tính toán kết cấu và công

nghệ thi công đang được ứng dụng cho các công trình nhà cao tầng của nước ta hiện

nay. Do khả năng và thời gian hạn chế, khóa luận tốt nghiệp này không thể tránh khỏi

những sai sót. Em rất mong nhận được sự chỉ dạy và góp ý của các thầy cô cũng như

của các bạn sinh viên khác để có thể thiết kế được các công trình hoàn thiện hơn sau

này.

Hà Nội, ngày ... tháng … năm …..

Sinh viên

Đặng Văn Đức

i

Mục lục

CHƯƠNG 1: Giới thiệu công trình và giải pháp kiến trúc......................... 1

1.1. Giới thiệu về công trình. ................................................................................1

1.1.1. Tên công trình ............................................................................................1

1.1.2. Chủ đầu tư công trình.................................................................................1

1.1.3. Đặc điểm của khu vực xây dựng công trình...............................................1

1.2. Tiêu chuẩn thiết kế kiến trúc công trình......................................................1

1.3. Quy mô công trình .........................................................................................2

1.4. Giải pháp kiến trúc. .......................................................................................2

1.4.1. Giải pháp về mặt bằng và mặt đứng công trình. ........................................2

1.4.2. Giải pháp về giao thông công trình. ...........................................................5

CHƯƠNG 2: Lựa chọn sơ bộ giải pháp kết cấu phần thân và tải trọng

tính toán ........................................................................................................... 7

2.1. Lựa chọn giải pháp kết cấu cho công trình .................................................7

2.1.1. Hệ kết cấu khung chịu lực..........................................................................7

2.1.2. Hệ kết cấu khung - tường ...........................................................................8

2.1.3. Hệ kết cấu lõi..............................................................................................8

2.1.4. Hệ kết cấu khung – lõi................................................................................8

2.2. Các tiêu chuẩn áp dụng trong thiết kế kết cấu công trình .........................9

2.2.1. Các tài liệu sử dụng trong tính toán: ..........................................................9

2.2.2. Các tài liệu tham khảo:...............................................................................9

2.3. Vật liệu sử dụng trong thiết kế kết cấu chính công trình.........................10

2.4. Lựa chọn sơ bộ kích thước cấu kiện...........................................................10

2.4.1. Sơ bộ chiều dày sàn..................................................................................10

2.4.2. Sơ bộ kích thước dầm...............................................................................12

2.4.3. Sơ bộ kích thước cột.................................................................................14

2.4.4. Sơ bộ chiều dày vách thang máy..............................................................17

2.5. Lập mặt bằng kết cấu các tầng trong công trình ......................................17

2.6. Tính toán tải trọng .......................................................................................18

2.6.1. Tĩnh tải đơn vị ..........................................................................................18

2.6.2. Hoạt tải đơn vị..........................................................................................20

2.7. Lập mô hình tính toán công trình...............................................................21

CHƯƠNG 3: Thiết kế kết cấu ngầm........................................................... 25

3.1. Điều kiện địa chất công trình:.....................................................................25

3.2. Lựa chọn phương án móng cho công trình................................................26

3.2.1 Giải pháp móng cho công trình .................................................................26

ii

3.2.2. Lựa chọn phương án cọc...........................................................................28

3.3. Tính toán móng M1 dưới cột C1 khung trục 2..........................................30

3.3.1. Tải trọng tại đỉnh móng ............................................................................30

3.3.2. Xác định sức chịu tải của cọc ...................................................................30

3.3.3. Thiết kế đài cọc.........................................................................................34

3.4. Tính toán kiểm trai đài cọc..........................................................................36

3.4.1. Tính toán cường độ trên tiết diện thẳng đứng – tính toán cốt thép đài.....36

3.4.2. Kiểm tra tổng thể móng cọc......................................................................37

3.5. Tính toán kiểm tra cọc .................................................................................39

3.5.1. Kiểm tra cọc trong giai đoạn thi công: .....................................................39

3.5.2. Tính toán cốt thép làm móc cẩu................................................................40

CHƯƠNG 4: Thiết kế cấu kiện phần thân công trình .............................. 41

4.1. Thiết kế kết cấu cấu kiện cột công trình ....................................................41

4.1.1. Nội lực thiết kế cấu kiện cột.....................................................................41

4.1.2. Cơ sở lý thuyết tính toán cấu kiện cột ......................................................41

4.1.3. Thiết kế cho cấu kiện cột..........................................................................44

4.2. Thiết kế kết cấu cấu kiện dầm công trình..................................................55

4.2.1. Nội lực thiết kế cấu kiện dầm...................................................................55

4.2.2. Cơ sở lý thuyết tính toán cấu kiện dầm ....................................................56

4.2.3. Thiết kế cho cấu kiện dầm........................................................................57

CHƯƠNG 5: Thiết kế kết cấu sàn công trình............................................ 65

5.1. Cơ sở lý thuyết tính toán cấu kiện sàn........................................................65

5.2. Thiết kế cho cấu kiện sàn.............................................................................65

5.2.1. Sàn phòng làm việc (S1)...........................................................................66

5.2.2. Sàn ban công, logia (S2)..........................................................................69

5.2.3. Sàn vệ sinh (S3).......................................................................................71

CHƯƠNG 6: Thi công phần thân công trình............................................. 75

6.1. Phân tích điều kiện thi công phần thân công trình ...................................75

6.1.1. Đặc điểm công trình..................................................................................75

6.2. Giải pháp thi công kết cấu thân công trình................................................75

6.2.1. Phân đợt thi công. .....................................................................................76

6.2.2. Phân đoạn thi công....................................................................................76

6.3. Thiết kế, thi công và nghiệm thu ván khuôn, cột chống cho tầng điển

hình

6.3.1. Thiết kế ván khuôn cột .............................................................................79

6.3.2. Thiết kế ván khuôn dầm ...........................................................................81

6.3.3. Thiết kế ván khuôn cho ô sàn ...................................................................83

6.4. Thi công và nghiệm thu cốt thép cho một tầng điển hình ........................85

iii

6.4.1. Yêu cầu kỹ thuật .......................................................................................85

6.4.2. Lắp dựng cốt thép .....................................................................................85

6.4.3. Nghiệm thu và bảo quản cốt thép đã gia công..........................................85

6.5. Thi công và nghiệm thu bê tông cho một tầng điển hình..........................85

6.5.1. Các yêu cầu kỹ thuật chung ......................................................................85

6.5.2. Lập biện pháp kỹ thuật thi công phần bê tông cột....................................87

6.5.3. Lập biện pháp kỹ thuật thi công bê tông dầm sàn ....................................89

KIẾN NGHỊ - KẾT LUẬN

iv

Danh mục bảng

Bảng 2.1 - Tải trọng các lớp vật liệu sàn phòng làm việc........................................11

Bảng 2.2 - Tải trọng các lớp vật liệu sàn phòng vệ sinh..........................................11

Bảng 2.3 - Bảng tiết diện sơ bộ sàn .........................................................................12

Bảng 2.4 - Bảng tiết diện sơ bộ dầm........................................................................14

Bảng 2.5 - Bảng tổng hợp kích thước cột ................................................................17

Bảng 2.6 - Tải trọng các lớp vật liệu sàn phòng làm việc........................................18

Bảng 2.7 - Tải trọng các lớp vật liệu sàn phòng vệ sinh..........................................19

Bảng 2.8 - Tải trọng các lớp vật liệu sàn ban công..................................................19

Bảng 2.9 - Tải trọng các lớp vật liệu sàn phòng chờ, hành lang..............................19

Bảng 2.10 - Tải trọng các lớp vật liệu sàn mái, tầng tum.........................................20

Bảng 2.11 - Tải trọng các lớp vật liệu cầu thang bộ .................................................20

Bảng 2.12 - Tải trọng các lớp vật liệu tường xây gạch.............................................20

Bảng 2.13 - Hoạt tải đơn vị theo TCVN 2737:2020.................................................21

Bảng 3.1 - Bảng chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất ........................................................26

Bảng 3.2 - Các lớp đất nền công trình .....................................................................26

Bảng 3.3 - Sức chịu tải các lớp đất theo công thức Nhật Bản .................................33

Bảng 3.4 - Bảng số liệu tải trọng ở các đầu cọc.......................................................36

Bảng 4.1 - Bảng tổ hợp nội lực cột ..........................................................................41

Bảng 4.2 - Tương quan giá trị Mx1 và Mx2............................................................42

Bảng 4.3 - Bảng nội lực tính toán cột C1.................................................................45

Bảng 4.4 - Bảng nội lực tính toán C4 ......................................................................51

Bảng 4.5 - Bảng nội lực tính toán dầm ....................................................................55

Bảng 4.6 - Bảng tổ hợp nội lực dầm chính ..............................................................58

Bảng 4.7 - Bảng tổ hợp nội lực dầm phụ DP1-1......................................................60

Bảng 5.1 – Tỷ số mô men bản sàn theo sơ đồ khớp dẻo...........................................66

Bảng 6.1 - Đặc tính kỹ thuật của ván khuôn thép....................................................77

Bảng 6.2 - Tổ hợp ván khuôn dầm D3-1(80x40) ....................................................80

Bảng 6.3 - Tổ hợp ván khuôn dầm phụ DP3-1(60x30) ..........................................82

Bảng 6.4 - Tổ hợp ván khuôn sàn S1

Bảng nội lực suất từ sap2000, và tất cả bảng tính được suất ra file riêng nộp kèm

cùng khóa luận.

v

Danh mục hình

Hình 1.1 - Mặt bằng kiến trúc tầng 1 ..........................................................................2

Hình 1.2 - Mặt đứng kiến trúc công trình ...................................................................4

Hình 1.3 - Mặt cắt kiến trúc công trình (trục 1 – 5) ..................................................5

Hình 1.4 - Mặt cắt kiến trúc công trình (trục D - A) ..................................................6

Hình 2.1 - Sơ đồ khung chịu lực .................................................................................7

Hình 2.2 - Kết cấu lõi, vách ........................................................................................8

Hình 2.3 - Sơ đồ kết cấu khung lõi .............................................................................9

Hình 2.4 - Diện tích truyền tải lên cột.......................................................................15

Hình 2.5 - Mặt bằng kết cấu tầng điển hình.............................................................18

Hình 2.6 - Mặt bằng định vị cột tầng điển hình ........................................................19

Hình 2.7 - Mô hình tính toán....................................................................................22

Hình 2.9 - Hoạt tải tầng điển hình............................................................................23

Hình 2.10 - Gió X tầng điển hình.............................................................................23

Hình 2.11 - Gió XX tầng điển hình..........................................................................24

Hình 2.12 - Gió Y tầng điển hình.............................................................................24

Hình 2.13 - Gió YY tầng điển hình...........................................................................25

Hình 3.1 - Lớp địa chất dưới móng công trình .........................................................25

Hình 3.2 - Sức kháng cắt/ áp lực hiệu quả thẳng đứng:............................................27

Hình 3.3 - Chiều sâu cọc/ đường kính cọc : L/d ......................................................33

Hình 3.4 - Mặt bằng bố trí cọc Móng M1.................................................................33

Hình 3.5 - Đài cọc móng M1 ...................................................................................37

Hình 4.1 - Mặt cắt chi tiết thép cột C1 (70x70) .......................................................38

Hình 4.2 - Dầm chữ T có cánh chịu nén ...................................................................52

Hình 4.3 - Mặt cắt chi tiết thép dầm chính D3-1(80x40) .........................................59

Hình 4.4 - Mặt cắt chi tiết thép dầm chính D1-2(80x40)..........................................61

Hình 4.5 - Chi tiết thép dầm phụ DP1-2(60x40) .....................................................64

Hình 4.6 - Chi tiết thép cột giữa B-4.........................................................................64

Hình 5.1 - Mặt bằng bố kết cấu tầng điển hình.........................................................65

Hình 5.2 - Sơ đồ tính toán sàn phòng........................................................................66

Hình 6.1 - Cấu tạo ván khuôn cột .............................................................................67

Hình 6.2 - Ván khuôn dầm chính D3-1(80x40) .......................................................75

Hình 6.3 - Ván khuôn đáy dầm.................................................................................81

Hình 6.4 - Ván khuôn thành dầm chính D3-1 (80x40 ..............................................82

Hình 6.5 - Ván khuôn ô sàn điển hình ......................................................................84

vi

Tài liệu tham khảo

- TCVN 4601:2012 Công sở cơ quan hành chính nhà nước - Yêu cầu

thiết kế

- TCVN 2737:2020 Tải trọng tác động

- TCVN 5574:2018 Thiết kế kết cấu bê tông và bê tông cốt thép

- Tính toán tiết diện cột bê tông cốt thép của GS Nguyễn Đình Cống.

- Sàn sườn bê tông toàn khối GS Nguyễn Đình Cống.

- TCVN 4453:1995 về kết cấu bê tông và bê tông cốt thép toàn khối

quy phạm thi công và nghiệm thu

- BTCT Cấu kiện cơ bản

1

PHẦN I

KIẾN TRÚC

CHƯƠNG 1: Giới thiệu công trình và giải pháp kiến trúc

1.1. Giới thiệu về công trình.

Với xu thế chung của cả nước về việc xây dựng các khu hành chính tập trung, tạo

điều kiện thuận lợi cho cán bộ và nhân dân trong các giao dịch hành chính. Nhận thấy

sự cấp thiết cần phải đầu tư đó UBND tỉnh đã quy hoạch các Sở, ban nghành về khu

hành chính tập trung của tỉnh tại địa chỉ phường Bãi Cháy, thành phố Hạ Long, và trụ

sở nhà làm việc UBND Phường Bãi Cháy cũng nằm trong quy hoạch này. Góp phần

đẩy nhanh chương trình minh bạch trong hành chính công và giảm sự phiền hà, rắc

rối trong các thủ tục cho nhân dân.

1.1.1. Tên công trình

Thiết kế công trình tòa nhà UBND Phường bãi Cháy Thành Phố Hạ Long Tỉnh

Quảng Ninh.

1.1.2. Chủ đầu tư công trình

Ủy ban nhân dân tỉnh Quảng Ninh trực tiếp làm chủ đầu tư công trình.

1.1.3. Đặc điểm của khu vực xây dựng công trình

Đây là công trình tương đối hoàn thiện về bố cục kiến trúc quy hoạch chung của

thành phố Hạ Long và của tỉnh Quảng Ninh, đạt yêu cầu về tính thẩm mỹ và công

năng sử dụng

Vị trí:

- Công trình dự kiến được xây dựng thuộc một phần lô đất có kích thước

50x70, với tổng diện tích là 3500 m2, khu đất thuộc khu 91, Phường Bãi

Cháy, Thành Phố Hạ Long, Tỉnh Quảng Ninh.

- Lô đất nằm trong khu vực được quy hoạch để xây dựng khu hành chính tập

trung mới kết hợp nhiều khu đô thị, chung cư, thương mại với các trung tâm

chính của các nghành như chung cư, y tế, thể thao, thương mại, giáo dục của

vùng…

1.2. Tiêu chuẩn thiết kế kiến trúc công trình

Áp dụng quy chuẩn thiết kế TCVN 4601:2012 Công sở cơ quan hành chính

nhà nước - Yêu cầu thiết kế

2

1.3. Quy mô công trình

- Diện tích lô đất: 3500 m2.

- Số tầng thân: 6 tầng

- Tổng chiều cao công trình: 27,7 m

- Chiều cao tầng điển hình: 3,4 m

- Chiều cao tầng mái: 4,5 m

Mật độ xây dựng được xác định bằng công thức:

Sxd

S

Trong đó: Sxd – Diện tích xây dựng của công trình

Sxd= (24 x 28) + (3,7 x 10,4) = 710,5 m2

S – Diện tích toàn khu đất, S= 3500m2

Vậy ta có hệ số xây dựng là:

710,5 0,203

3500



1.4. Giải pháp kiến trúc.

1.4.1. Giải pháp về mặt bằng và mặt đứng công trình.

1.4.1.1. Mặt bằng công trình

Hình 1.1 – Mặt bằng kiến trúc tầng 1

3

Là dạng chữ nhật, bố trí hành lang giữa, rất thuận tiện cho việc bố trí các không

gian kiến trúc của các phòng làm việc, cũng như xử lý kết cấu các tầng. Công trình

được bố trí 2 thang bộ và 2 thang máy, tiện cho việc giao thông đi lại giữa các tầng

cũng như thoát hiểm phục vụ cho nhu cầu đi lại được thuận tiện. Ngoài cửa chính thì

công trình cũng thiết kế thêm 1 cửa phụ thuận tiện cho giao thông trong công trình.

Công trình được xây dựng với mục đích làm nơi làm việc và giao dịch hành chính

của cán bộ cũng như nhân dân cho nên tất yếu phải đạt yêu cầu về công năng trong

quá trình sử dụng:

Tầng 1: Văn phòng Uỷ Ban nhân dân, bộ phận một cửa, sảnh và phòng tiếp dân,

phòng tài chính kế toán, phòng thiết bị kĩ thuật, phòng văn thư & photo, ngoài ra còn

bố trí thêm 1 phòng gửi đồ để thuận tiện cán bộ và nhân dân khi đến làm việc .

Tầng 2: Phòng lãnh đạo Phường, chỉ huy quân sự, phòng họp.

Tầng 3-6: Các phòng làm việc của cán bộ Ủy ban.

Nhà sử dụng hệ khung bê tông cốt thép đổ theo phương pháp toàn khối, có hệ

lưới cột khung dầm sàn, kết cấu tường kính bao che nhẹ. Vì vậy đảm bảo tính hợp lý

của kết cấu và phù hợp với chức năng của công trình.

Hệ khung sử dụng cột, dầm có tiết diện vuông hoặc chữ nhật kích thước tuỳ thuộc

điều kiện làm việc và khả năng chịu lực của từng cấu kiện.

- Chiều cao tầng 1: 5,4 m

- Chiều cao tầng 2: 4,2 m

- Chiều cao tầng: 3-6: 3,4 m

- Chiều cao tầng mái: 4,5 m

- Các tầng được bố trí hệ thống cửa đi, cửa sổ hợp lí tạo ra không gian làm việc

thông thoáng cho cán bộ và nhân dân .

4

1.4.1.2. Mặt đứng công trình

Hình 1.2 – Mặt đứng kiến trúc công trình

Mặt đứng có ý nghĩa quan trọng trong việc thể hiện ý đồ kiến trúc, phong cách

kiến trúc của một tòa nhà.

Đặc điểm khu đất có 2 mặt tiền. Mặt đứng chính chủ đạo hướng Nam tại tầng 1

bố trí nhiều lối vào ở chính diện tạo vẻ độc đáo cho công trình.

Công trình có hình khối không gian vững khoẻ, cân đối. Mặt đứng chính sử dụng

các ô cửa lớn, có kích thước và khoảng cách hợp lý tạo nhịp điệu cho công trình,

công trình sử dụng hệ lam bê tông cốt thép kết hợp với kính, an toàn lại tạo điểm nhấn

cho công trình.